除了光影变化,建筑还能如何利用太阳

文摘   文化   2023-07-17 08:20   美国  

01

太阳——舒适度

关注太阳是现代建筑的使命。

勒·柯布西耶,给约瑟夫·里纳斯·赛特的一封信

太阳是所有生命的基础。它是我们视觉、温暖、能源、和生活节奏的源头。它的移动告知我们对时间、空间和我们在宇宙间尺度的理解……因此确保获得阳光对我们生活的质量是重要的。

拉尔夫·L·诺尔斯,《阳光、韵律、形式》
通过以上的名人语录,可见建筑界大咖对“太阳”的关注。太阳对建筑设计的影响是方方面面的,相信大部分建筑学生都受到过“调和空间和光线”的设计训练,因为这种训练主要集中在建筑精神性的讨论上,而往往忽视更为基本的,即太阳对使用者舒适度的影响,包括温度和光环境。所以这篇文章会先讨论基于温度和光环境的被动式太阳能设计,再以此为基础进一步讨论建筑的精神性。

02

朝向——南向立面

朝向占被动式太阳能设计的80%。

道格·巴尔科姆
一天之中,太阳东升西落。建筑的东、南、西面沐浴在阳光下。正因为这一自然规律,我们会发现很多建筑的东、南、西向立面的设计是独特的。


左图为东立面(左)和北立面(右),右图为西立面(左)和南立面(右)


其中又以南向立面为最,因其受日照时间最长。甚至有“金矿场”的美誉。

南立面是收获冬季的阳光,简单的夏季遮阳,和全年自然光的金矿场。
《加热,冷却,照明,建筑师的可持续设计方法》第四版

被动式太阳能立面设计实现温度和光环境舒适的基本原则:

  1. 低温时尽可能多地引入阳光,并避免过多阳光引起的眩光和过曝(例如西晒);

  2. 高温时遮挡阳光直射,并引入适量且充足的自然光。


尽可能多地引入阳光,只需要将建筑的房间尽可能多地朝向南面,即建筑的长轴沿东西向布置(可偏转15度角内),使较长的建筑立面朝南,并使用透明材质。然而避免眩光、过曝和遮挡阳光直射则需要利用遮阳装置,这也增加了南向立面设计的可能性和丰富程度。

03
遮光装置基本型

基本型1:水平遮阳

对遮挡南向阳光(中午)更有效

大屋顶和出挑的室外平台构成水平遮阳

基本型2:竖直遮阳

对遮挡东、西向阳光(上午、下午)更有效


竖直鳍壁(Fin Wall)的遮阳效果与鳍壁深度(d)和鳍壁间距(w)比有关,即与d/w有关

基本型3:挡板遮阳

与外墙平行的遮阳板

室外的镂空金属板(图片左侧)与玻璃幕墙平行,起到遮阳作用

04
被动式太阳能立面设计与体验

在理性驱动下的建筑设计往往趋向于技术的呈现,消极地在每个窗口上加遮阳装置的建筑项目比比皆是;能将遮阳装置与建筑融合,设计出视觉上吸引人的外立面已是一种更积极的设计态度。然而“建筑即体验”,建筑使用者的体验不仅限于视觉上的美丽,所以在满足舒适度的基础上,如何引导出建筑使用者其他感官上的体验成为值得讨论的问题。从这个角度出发,我想和大家分享几个曾给我带来技术呈现之外的触动的设计,即便它们并不宏大。


案例一

Cantonal School Canteen

:mlzd

基本型3:挡板遮阳;材料:冲压铝板

地点:瑞士,韦廷根;建成时间:2018


西立面(左图);立面细节——叶片状镂空(右图)


走廊尽头,光线穿过铝板投在地面的星星光点(左图);室外绿树背景,铝板上树叶状镂空和玻璃上投影,形成多层次光影效果,有一种行走在树林中,光线穿过真实叶片的自然感觉。(右图)


这里我觉得树叶状镂空和周围环境的绿树背景是神来之笔,假设镂空改成圆形或场地周围没有绿树背景,都不会达到这一效果。正是这种将工业技术(镂空冲压铝板批量生产用于遮光,这种产品本身是与周边环境无关的)和回应周边环境结合的创意设计,得以实现建筑空间诗意性的表达。


案例二

Nebuta-no-ie Warasse

Molo, d/dt, Frank La Riviere Architects

基本型2:竖直遮阳 + 基本型3:挡板遮阳;材料:12米高钢带

地点:日本,青森;建成时间:2010


想要更好地了解这个项目设计的精妙之处需要先稍微了解日本青森县的睡魔祭。由于青森县夏季炎热,每年八月都会举办睡魔祭将妨碍劳动的睡魔和懒散之心,放逐到河海之中随波冲走。大约 20 个展示了日本和中国历史和神话中武士的巨大(9 x 7 x 5.5 m)纸灯笼在街上游行,伴随着鼓声、竹笛和成群结队的穿着传统服装、跳舞和吟唱的狂欢者。最终获胜的5个巨灯会被展于该建筑中。


展于馆内的巨大纸灯笼


项目位于青森火车站前,城市与大海相接。建筑内部展区要营造出发光的巨魔居于黑暗中,人类进入巨人世界的意象。同时建筑内部有需要正常光照的辅助功能空间,例如餐厅。


城市与大海相接,扭转的钢带给予建筑表皮柔软的感觉,给人以海风吹拂飘带的感受


建筑师对项目的描述:十二米高的钢带屏风包裹着整座建筑,并包围了一条室外走道,这是一个介于睡魔神话世界和当代城市之间的门槛。每条丝带都被扭曲和弯曲,形成光线、视野和通道的开口。


朦胧感的室外走道


昏暗的展区(前景);钢带的间隙因扭动变大,大量自然光进入,照亮辅助功能空间(透过带状玻璃的远景)
这个项目中,扭转的钢带是设计的神来之笔,通过钢带扭转的角度,控制阳光进入室内的量以满足不同功能空间的照明需求,同时回应了场地旁大海这一自然环境,和围合出有“睡魔神话世界当代城市之间的门槛”意象的建筑漫游空间和案例一相同,经过回应周边环境文化的创意型设计,将技术和理性的表达转化成诗意的表达,触动人们的心灵。


“睡魔神话世界和当代城市之间的门槛”的行人


虽然文章的最后一段又回到了对建筑精神性的讨论,但我很希望读者也能关注到文章前面介绍的经验证发表的科学知识。能够站在这些基础知识的肩膀上,展望建筑的精神性,冒险般地实践,完成触动人心的建筑作品。


欢迎关注👇

喜欢记得点星标和在看哦

HUEI灰建筑
灰,介于黑与白之间的模糊界限
 最新文章